Ватсап:+86-135 17268292

Wechat:+86-135 17268292

Электронная почта:[email protected]

Все категории

однорежимный процесс лазерной сварки из алюминиевого сплава 6063

Аннотация: Целью работы является изучение оптимальной схемы процесса лазерной сварки для 6063 сплава алюминия с целью улучшения напряжения места сварки, учитывая, что напряжение 6063 сплава алюминия, сварного на месте импульсным лазером, низкое

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ
однорежимный процесс лазерной сварки из алюминиевого сплава 6063

реферат :Цель работы — изучить оптимальную Лазерная сварка схему процесса для алюминиевого сплава 6063 с целью повышения прочности точечного сварного соединения, учитывая, что прочность сплава 6063, сваренного импульсным лазером, низка и не соответствует реальным требованиям. Была использована однорежимный волоконный лазер для сварки алюминиевого сплава 6063, при этом спиральные точки образовывались тончайшей линией вместо одиночного импульса лазерная точечная сварка . ортогональный эксперимент был проведен на мощность лазера, скорость сварки и дефокусирование для получения оптимальных параметров. посредством анализа внешнего вида и микроструктуры сварки была объяснена причина увеличения напряжения точки сварки. когда мощность лазера была 70 Вт, скорость сварки

Ключевые слова :алюминиевый сплав 6063; одно模овый волоконный лазер; Лазерная сварка ; напряжение

алюминиевые сплавы имеют преимущества легкого веса, высокой прочности, легкой обработки и формы и хорошей коррозионной стойкости. они широко используются в таких отраслях промышленности, как аэрокосмическая, аппаратная и автомобильная промышленность. с развитием науки и технологий, были пред
алюминиевый сплав имеет высокую рефлективность к лазерам, требуя более высокой лазерной энергии для достижения сварки. Кроме того, элементы с низкой температурой плавления, такие как mg и zn в алюминиевых сплавах, склонны сгореть, что приводит к
Изделие использует 1000 В однорежимный волоконный лазер для сварки спиральной проволоки, образуя место сварки. путем оптимизации параметров процесса достигается максимальная прочность на растяжение точки сварки. он также сравнивается с прочностью на растяжение точек сварки

1 эксперимент сварки

1.1 материалы

материал - алюминиевый сплав, со степенью 6061, и толщиной 0,5 мм. химический состав материала показан в таблице 1. разрезать материал на 200 мм х 100 мм пластины, очистить с помощью алкоголя и воды, и отложить в сторону. метод сварки - лапная сварка, и зажи

Таблица 1Химический состав 6061Алюминиевого сплава (массовая доля) %

АЛ

МГ

Да, да.

Фэ

Мд

кр

Mn

- Нет.

маржа

1.06

0.53

0.38

0.33

0.17

0.043

0.016

1.2 оборудование

экспериментальное оборудование использует однорежимный волоконный лазер, произведенный ipg для сварка , диаметром волокна 0,14 мкм, и средней мощностью 1000 В. экспериментальная платформа в основном состоит из лазера, компьютера, системы оптического пути и системы управления, как показано на рисунке 1а. лазер отражается сканирующим гальванометром и фокусируется на рабочей плоскости источник После фокусировки лазерного луча системой оптического пути размер пятна составляет примерно 0,4 ~ 1,0 мм. электронный тестер на протяженность, производимый компанией Jin Huaxing Experimental Equipment Co., Ltd (модель: WDH-10), используется для испытания протяженности шва сварки. Внешний вид сварки проверяется металлографическим микроскопом, с маркой Beijing North Star и номе

фиг.1 экспериментальная платформа

2 Эксперименты и результаты лазерного сварного процесса

2.1 Сравнение графического дизайна и внешнего вида сварки

Импульсный лазерная точечная сварка использует 500-ваттный лазер Nd: YAG для сварки, с параметрами сварки Требование диапазона 0,6 ~ 0,8 мм. лазерная точечная сварка Лазер излучает импульс, который действует на материал, образуя схема места сварки показана на рисунке 2а. из-за фокусированного места однорежимного волоконного лазера, который составляет всего 0,28 мм, лазер В результате сварки, проходящей по спирали, пучок образует сварочное пятно диаметром 0,8 мм. и спираль имеет 4 поворота. есть определенная степень лазерного перекрытия между каждым Схема сварки с помощью лазера точка сварки показана на рисунке 2b.появление импульсной лазерной точечной сварки показан на рисунке 2с, и внешний вид места сварки, образованного спиралью, показан на рисунке 2d. размер двух точек сварки почти идентичен, и нет значительную разницу можно наблюдать визуально.

Рисунок 2 и вид сварочных пятен

2.2 Ортогональный эксперимент процессовых параметров

основные параметры обработки для импульсирующих лазерная точечная сварка включающими пиковую мощность лазера мощность, ширина импульса и количество дефокуса. Проведён на 0,5 мм 6061 алюминиевой сплаве. пиковая мощность относительно мала, в результате чего место сварки меньше тяговая сила 3 н. когда пиковая мощность лазера 3600 w, есть брызги на поверхности сварки шва, и сила тяги места сварки также низкая, при 4 н. когда ширина импульса 3 мс, диаметр места сварки меньше, а сила тяги меньше, при 3 н. когда ширина импульса составляет 9 мс, диаметр точка сварки 0,9 мм, что превышает диапазон сварки на 0,6 ~ 0,8 мм. когда дефокус 0, из-за большого Плотность мощности, есть брызги на сварной шва, и внешний вид не Однако, когда дефокус составляет 6 мм, из-за резкого падения плотность мощности, сила тяги на точка сварки ниже, при 4 n. три уровня Эти факторы показаны в таблице 2.

Таб.2 Факторы и уровни импульсной лазерной точечной сварки

Номер

фактор

пиковая мощность/w

b ширина импульса/мс

c количество дефокуса/мм

1

2500

4 1
2

3000

6 3
3

3500

8 5

основными параметрами процесса однорежимной лазерной спиральной сварки из волокон являются средняя мощность лазера, скорость сварки и размеры дефокуса, когда средний лазер мощность 500 Вт, сила тяги в точке сварки ниже, при 4 н; когда средний мощность лазера 900 Вт, некоторые материал брызги, и сила тяги на точка сварки также ниже, при 3 n; когда скорость сварки 90 мм/с, накопление тепла слишком высокий, в результате чего материал сгорает, а сила тяги в точке сварки ниже, при 5 н ;при скорости сварки 170 мм/с накопление тепла меньше, как ширина и глубина сварки меньше, а сила тяги в точке сварки ниже, в 4 n; когда количество дефокусирования равняется 0, плотность мощности выше, вызывая брызги на Сварный шва, который не может соответствовать требованиям внешнего вида; В результате резкого падения плотности мощности, тяговая сила на точка сварки ниже, при 4 n. В таблице 3 показаны факторы и три уровня.

Таб.3 факторы и уровни однорежимной лазерной спиральной сварки из волокон

Номер

фактор

d средняя мощность/w

Скорость сварки E (мм·с-1)

c количество дефокуса/мм

1

600

100

1
2 700

130

3
3 800

160

5

Трехуровневый ортогональный эксперимент импульсного лазерная точечная сварка включает девять наборов ,когда пиковая мощность составляет 3000 Вт, ширина импульса 8 мс, а количество дефокусирования 1 мм, сила тяги точки сварки достигает своего пика при 17 n ,Это... считаются оптимальными параметрами процесса. для коэффициента пикового лазера мощность (а), есть три эксперимента, проведенных с уровень 1 (a=2500 w), сложить силу тяги с точки сварки от этих 3 эксперименты для получения статистического количества k1=35, при выборе уровня 2 сумма прочность на протяжении сварных точек - статистическая сумма k2=46, когда уровень 3 выбирается, сумма равна статистическое общее число k3=33, чем больше статистическое значение k, тем выше сила тяги на этом уровне наибольшее значение - k2 Это указывает на то, что когда фактор a при уровне 2 (a = 3000 w) прочность на растяжение точки сварки является наибольшей; Аналогичным образом, статистическое значение k прочности натяжения точки сварки других факторы (ширина импульса, дефокус) может быть получен, как показано в таблице 4. с r, чем меньше значение r, тем меньше влияние этого фактора на прочность на тягу точка сварки И наоборот, чем больше значение r, тем больше влияние этого фактора. на прочность на растяжение точки сварки. из таблицы 4, это Можно увидеть, что факторы влияющие на прочность натяжения точки сварки, в порядке важности: пиковая мощность, Ширина импульса и дефокусировка.

Таб.4 результаты ортогонального эксперимента с импульсной лазерной точечной сваркой

Номер

пиковая мощность/w

B ширина импульса/мс

C дефокусированность количество/мм

напряжение соединительного пая/n

1

2500

4

1

11

2 2500

6

3

9

3 2500

8

5

15

4

3000

4

3

14

5 3000

6

5

15

6 3000

8

1

17

7

3500

4

5

8

8 3500 6

1

12

9 3500 8

3

13

к 1

35

33

40

к 2

46

36

31

к 3

33

45

38

R

13

12

9

трехфакторный, трехуровневый ортогональный эксперимент однорежимной спиральной линии лазера из волокон В целом, сварка состоит из 9 групп. скорость 160 мм/с, и размеры дефокуса 1 мм, прочность на растяжение сварки точка достигает наивысшего значения 47 n, что является оптимальным параметром процесса.

когда средний коэффициент мощности лазера g устанавливается на уровне 1 (a=600 w), образуются в общей сложности 3 экспериментальные группы,прочность на тягу этих 3 групп точек сварки суммируются вместе, чтобы получить статистику f1=98; аналогично можно получить статистику Из значения диапазона можно увидеть, что факторами, влияющими на размер сварного соединения, являются, от первичного до вторичного, дефокус, средняя мощность и скорость сварки.

2.3 Анализ внешнего вида и микроструктуры сварки

На рисунке 3a показано поперечное сечение точечной сварки в пределах оптимальных параметров процесса для импульсируемой лазерной точечной сварки, ширина поверхности сварного шва большая, но по мере увеличения глубины синтеза ширина сварного шва у

Таб.5 результаты ортогонального эксперимента с однорежимной спиральной сваркой

Номер

d средняя мощность/w

e скорость сварки/ ((mm·s- 1)

f дефокус количество/мм

напряжение соединительного пая/n

1

600

100

1

41

2 600

130

3

28

3 600

160

5

29

4

700

100

3

33

5 700

130

5

39

6 700

160

1

47

7

800

100

5

30

8 800

130

1

35

9 800

160

3

39

g 1

98

104

123

g 2

119

102

95

g 3

104

115

98

Y

21

13

25

фиг.3 поперечный сечение точки сварки

Рисунок 4а представляет металлографическую структуру 6061 алюминиевого сплава материнского материала. размер зерна неравномерен, форма нерегулярная, а зерна относительно большие, что является типичной "ал" структурой . на рисунке 4b показана микроструктура центра шва с оптимальными параметрами процесса лазерной импульсной точечной сварки. он имеет дендритическую структуру алюминиевого сплава. размер зерна значительно улучшился по сравнению с материнским материалом 6061 алюми


фиг.4 микроструктура места сварки

3 заключение

6063 алюминиевый сплав был сварен отдельно с использованием методов импульсной лазерной точечной сварки и одномодной лазерной спиральной сварки, и был проведен опыт ортогональной оптимизации. максимальная сила тяги точек сварки, достигнутая импульсной ла

появление результатов пульса лазерная точечная сварка и однорежимная лазерная спиральная сварка из волокон при оптимальных параметрах процесса практически идентична, без существенных различий; также нет заметных расхождений в металлургической структуре и размерах зернаширина шва сварки между верхним и нижним слоями материала в одноре


предыдущий

исследование процесса лазерной сварки меди в соединителе батареи

Все заявки следующий

Технология лазерной сварки, применение в производстве